| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Metode til risikovurdering af gasproducerende lossepladser 

4 Gasmigration

Gasmigration er betegnelsen for den gastransport, der sker i den umættede zone, både inden for selve lossepladsen og i den omgivende jord.

Gasmigrationen er i princippet styret af de samme forhold som f.eks. grundvandsstrømning: Der skal være en drivende kraft, og der skal være en strømningsvej. Men i modsætning til grundvand, der er stærkt påvirket af tyngdekraften, vil gassen i den umættede zone kunne bevæge sig frit i alle 3 dimensioner. Gassen vil således i princippet lige så gerne bevæge sig opad som nedad eller horisontalt, afhængigt af hvor den drivende kraft befinder sig, og hvilken strømningsvej, der er den letteste.

Figur 4.1
Illustration af gasmigration for lossepladsgas. Processerne, der styrer migrationen, er vist sammen med de faktorer, der har betydning for omfanget af gasmigrationen /1/

4.1 Migrationsmekanismer

Den drivende kraft for gasmigrationen opdeles normalt i to mekanismer, diffusiv transport, der skyldes koncentrationsforskelle, og konvektiv transport, der skyldes trykforskelle. Både konvektionen og diffusionen har indflydelse på gastransporten og det mønster, som gastransporten udviser. Ved vurdering af migrationen er det derfor nødvendigt at tage højde for både diffusion og konvektion.

4.1.1 Diffusiv transport

Diffusion skyldes molekylære kræfter, som bevirker, at stoffer vil bevæge sig fra et område med højere koncentration til et område med lavere koncentration. Den diffusive gastransport drives således af den koncentrationsgradient, der er mellem de to områder. Diffusionen vil, ud over de stofspecifikke parametre, også afhænge af jordens porøsitet og vandindhold. I Tabel 4.1 er givet diffusionskoefficienten for metan ved standard forhold (1 atm og 20 °C).

Tabel 4.1
Diffusionskoefficienten D for metan under standard forhold (20 °C og
1 atm). /2/

n er jordens porøsitet

For våd jord fås diffusionskoefficienten D_våd ved at gange diffusionskoefficienten for tør jord D_tør med (1-S):

D_våd = D_tør(1-S). Hvor S er graden af vandindhold i porene, S<1,0.

Til beregning af diffusionskoefficienten i poreluft anvendes ofte Millington's lov /3/, der giver forholdet mellem diffusionskoefficienten for en gas i luft og i et porøst medium:

For gasser er diffusionskoefficienten omvendt proportional med kvadratroden af densiteten (Graham's lov), hvorfor metan vil diffundere ca. 1,65 gange hurtigere end kuldioxid.

Den diffusive transport foregår generelt langsommere end den konvektive transport og har også en mindre mulig rækkevidde fra lossepladsen. Diffusion vil normalt kunne beskrives ved Ficks første og anden lov:

Løsning af ligningen gives ved:

Ved brug af (4.4) kan f.eks. udviklingen i gaskoncentrationen i et bestemt punkt optegnes som funktion af tiden, jf. figur 4.2, hvor gasudviklingen i et punkt er optegnet som funktion af tiden. Kurven er optegnet for et punkt i en afstand x = 3 meter, for en tør sandjord med en porøsitet på e = 0,3. Som det fremgår af figuren, vil udviklingen i gaskoncentrationen ske meget langsomt selv i et punkt, der ligger forholdsvis tæt på et gasproducerende område, hvis migrationen udelukkende skal ske ved diffusion. Således er koncentrationen først oppe på 10 % af initialkoncentrationen efter ca. en uge, på 50% efter ca. 40 dage og efter et år er koncentrationen oppe på ca. 82 % af initialkoncentrationen.

Figur 4.2
Udviklingen i gaskoncentrationen som funktion af tiden ved diffusiv gastransport. Ved beregningerne er anvendt en tør sandjord (n=0,3) og et punkt beliggende ved x = 3 m

I porøse medier, hvor porernes diameter er meget lille, vil gasmolekylerne kollidere med hinanden i porerne. I sådanne medier vil Fick's lov ikke gælde. I stedet anvendes Knudsens diffusion. For metan gælder det, at porerne skal være mindre end 500 Å ( 5 x 10^-8 m). De fleste porer, der er i ler, er meget større end 500 Å (mindre porer vil være vandfyldte), hvilket betyder, at Knudsens diffusion i de fleste tilfælde ikke har betydning.

4.1.2 Konvektiv transport

Den konvektive gastransport drives af den trykgradient, der er mellem de to områder, hvor gasflowet vil ske fra områder med højt tryk til områder med lavere tryk. Temperaturforskelle vil ligeledes kunne føre til konvektiv gasmigration. Konvektion vil udover de stofspecifikke parametre (viskositet) også afhænge af jordens/fyldens gaspermeabilitet (porøsitet og vandindhold).

Trykforskelle, der kan forårsage konvektiv transport, kan skyldes flere årsager, f.eks. gasproduktion i lossepladsen, variationer i atmosfæretrykket, fluktuering i grundvandsstanden og undertryk i bygninger. Disse forhold vil blive beskrevet nærmere i afsnit 4.2.

Konvektiv gastransport i porøse medier kan beskrives ved hjælp af Darcy's lov:

I tabel 2.1 er givet de fysiske parametre for lossepladsgassens komponenter.

4.2 Forhold der influerer på gasmigrationen

4.2.1 Permeabilitet

Den vigtigste faktor for gasmigrationen formodes at være gaspermeabiliten for de jordlag, som migrationen skal ske igennem. Gaspermeabiliteten afhænger af permeabiliteten af jord/fyldlagene og vandindholdet i jorden. I tabel 4.2 er givet nogle intervaller/værdier for gaspermeabiliteten i tørre jorder.

Tabel 4.2
Typiske værdier for permeabilitet (k) for forskellige jorder, /1/ og /5/ samt empiriske værdier fundet ved feltforsøg i Danmark /COWI/

Erfaringerne fra radonundersøgelser viser, at specielt de lerede jorder har en meget højere gaspermeabilitet end de værdier, der typisk angives i lærebøger og andre opslagsværker som f.eks. /1/. Dette skyldes sandsynligvis tilstedeværelsen af opsprækninger og højpermeable sandslirer i leren. Vandindholdet i leren vil også have stor betydning for permeabiliteten, hvor et højt vandindhold vil give en lav gaspermeabilitet, idet de mange små porer i leren let lukkes af vandet. For lerede jorder har vandindholdet desuden betydning for hvor opsprækket jorden er. Når lerjorden udtørrer, vil der opstå store sprækker i leren, der øger gaspermeabiliteten med flere dekader. Hvis vandindholdet stiger i jorden, vil sprækkerne forsvinde igen. I meget tørre perioder, vil gaspermeabiliteten i lerede jorder derfor være væsentligt forhøjet. I den umættede zone under bygninger vil moræneleren ligeledes ofte være udtørret og opsprækket, hvorfor gaspermeabiliteten under bygningerne kan være forholdsvis stor, selv i lerede jorder.

Fyld i lossepladser vil have en meget varierende permeabilitet, og der findes i litteraturen meget få referencer til gaspermeabilitet i fyld. Ventilationsforsøg i forbindelse med dimensionering af gasindvindingsanlæg har vist, at der ofte er en forholdsvis høj permeabilitet i nyere lossepladser, og ofte er den horisontale permeabilitet (på langs af affaldslagene) i samme størrelsesorden som permeabiliteten for groft sand, eller grus /1/. På grund af lagdelingen i affaldet vil den vertikale gaspermeabilitet ofte være størrelsesordner mindre.

I princippet vil permeabiliteten i fylden falde i takt med, at fylden bliver ældre, og fylden sætter sig. Ventilationsforsøg i forbindelse med dimensionering af afværgeforanstaltninger har vist, at der også i de ældre affaldsdepoter, hvor fylden er 30-40 år gammel, ofte er en forholdsvis høj permeabilitet. Dette kan bl.a. skyldes, at deponeringen dengang ikke foregik på samme måde som i dag, f.eks. blev fylden ikke kompakteret lige så effektivt, som det foregår i dag.

Forskelle i de geologiske lag bevirker, at gasmigrationen ikke sker homogent, men at den geografiske udbredelse af gasmigrationen kan variere meget. Specielt i moræneaflejringer kan der være meget stor variation i morænens indhold af ler og sand, og dermed i permeabiliteten. Gasmigrationen vil hovedsageligt ske i de lag med højest permeabilitet som illustreret i figur 4.1 og 4.8.

4.2.2 Menneskeskabte gasmigrationsveje

Der er mange potentielle gasmigrationsveje, der er menneskeskabte. De mest typiske i Danmark forekommer i forbindelse med rør og ledningsføringer i jorden. Da rør og ledningsføringerne i mange tilfælde føres frem og ind i bygninger under jorden, kan disse menneskeskabte migrationsveje skabe god mulighed for, at lossepladsgassen kan ledes hen til de omkringliggende bygninger.

For at beskytte rør og ledninger lægges disse ofte i sandet materialer med en høj permeabilitet, der gør, at gassen kan vandre i jorden langs rørføringen. Selvom rørene ikke er lagt i sand, vil det faktum, at jorden har været opgravet, bevirke, at jorden ofte har en højere permeabilitet end de omkringliggende jordlag.

Når der anvendes hule rør som kloakker og dræn, vil gassen også kunne vandre inde i selve røret. Forhøjede koncentrationer af metan og kuldioxid kan forekomme i kloakker, som følge af anaerob omsætning af det organiske materiale, der løber i kloakken. Hvis der i forbindelse med undersøgelser for lossepladsgas foretages målinger af metan i kloakker, kan det være svært at skelne mellem indsivende lossepladsgas og den metan, der er i kloakken i forvejen.

Nogle steder lægges f.eks. telefon-, tv- og elkabler i trækrør, dvs. der lægges et plastrør i jorden, hvorigennem kablerne trækkes. Lossepladsgas vil ligeledes kunne transporteres over lange strækninger i sådanne rør.

I forbindelse med større byggerier etableres ingeniørgange og lignende, hvor alle installationer, som f.eks. fjernvarmerør, vandrør, el- og edb- og telefonkabler kan trækkes. I ingeniørgangene er der ofte dårlig ventilation, hvorfor gasindtrængning i disse kan være kritisk.

4.2.3 Tryk i lossepladsen

Den mikrobiologiske omsætning af fast kulstof til metan og kuldioxid bevirker, at der sker en trykændring i selve deponiet, idet molekyler på gasform fylder mere end molekyler på fast form. Hvor stort et overtryk, der dannes i lossepladsen, afhænger af, hvor stor en gasproduktion der er, og hvor let den dannede gas kan undslippe lossepladsen. Overtrykket i pladsen vil derfor afhænge af mægtigheden af fylden, gasproduktionsraten, fyldens gaspermeabilitet samt permeabiliteten af slutafdækning og evt. bund- og sidemembraner.

Specielt i de yngre lossepladser og/eller de idriftværende lossepladser kan man observere betydelige overtryk i poreluften. I idriftværende lossepladser vil affaldets permeabilitet have stor betydning for hvor stort overtryk, der kan observeres i pladsen. I pladser, hvor der er foretaget en god kompaktering af affaldet, og hvor den daglige afdækning enten ikke foretages, eller foretages med materiale med lav permeabilitet, vil man kunne observere at overtrykket i pladsen kan variere meget inden for få meter, både horisontalt og over dybden.

De største overtryk observeres dog oftest i affaldsceller, hvor der lige er foretaget slutafdækning. Dette skyldes at, gasproduktionsraten er meget høj, og at slutafdækningen oftest er med en meget lav permeabilitet for at minimere infiltrationen af regnvand, og dermed dannelsen af perkolat.

I takt med at gasproduktionsraterne falder, vil trykket i lossepladserne også falde, og i ældre lossepladser vil trykforskellen mellem poreluften og atmosfæren oftest ikke være målelig, eller kun nogle få Pa (Pascal).

Som nævnt kan overtrykket i lossepladsen variere meget, og i litteraturen er der da også opgivet meget varierende overtryk. Ifølge Christensen et al. /1/ vil der typisk være overtryk på ca. 2.000 Pa (20 cm H₂O) under dæklaget i lossepladser med lavpermeabel slutafdækning, der er i fase IV den stabile metanogene fase., Undersøgelser af en lang række gamle lossepladser har vist, at der i lossepladser i fase V eller VI kun sjældent er målbare overtryk (< 10 Pa). På grund af lavpermeable lag i lossepladsen vil der centralt i lossepladserne kunne måles højere tryk end i de øverste jordlag. I igangværende lossepladser kan der således måles op til 10.000 - 25.000 Pa (100 - 250 mbar) i den centrale del af lossepladsen, /1/.

4.2.4 Lossepladsens udformning

Lossepladsens udformning har også stor indflydelse for gasmigrationen til de omkringliggende områder. Som vist i figur 4.3 kan lossepladserne opdeles i to hovedtyper, A) hvor opfyldningen sker på terræn og B) hvor opfyldningen sker i en lavning eller udgravning, f.eks. en tidligere råstofgrav. Mange lossepladser vil være en mellemting mellem de to hovedtyper, som f.eks. type C), der både er en opfyldning over og under terræn. Denne type losseplads forekommer typisk som opfyldning af en råstofgrav, hvor man for at udnytte lossepladsens kapacitet maksimalt også foretager en opfyldning over terræn. Den sidste type, der er vist i figur 4.3, D) er en opfyldning foretaget i en bakkeskråning. Denne type losseplads er også meget almindelig og forekommer typisk i forbindelse med opfyldning af råstofgrave, der er udgravet i bakkeskråninger.

Figur 4.3
Forskellige typer af lossepladser

Den horisontale gasudsivning fra lossepladsen vil afhænge af hvor meget af lossepladsen, der er beliggende under det omgivende terræn, og hvor let gassen kan undslippe horisontalt. Da gasmigrationen alt overvejende sker i den umættede zone, vil det være lossepladsens dybde/mægtighed i den umættede zone, der er afgørende. Den del af lossepladsen, der eventuelt ligge under grundvandsspejlet, vil kun i mindre omfang have betydning for den horisontale gasmigration.

Ved lossepladser, hvor opfyldningen er sket på terræn, vil kontaktfladen mod jorden være begrænset, og den horisontale gasudsivning vil derfor være mindre fra denne type af lossepladser.

Gassens mulighed for at undslippe horisontalt vil både afhænge af lossepladsens slutafdækning og lossepladsens udformning. I figur 4.3 har lossepladserne B) og C) den samme kontaktflade mod jorden, men fordi lossepladstype C) har en væsentlig opfyldning over terræn, vil gassen fra den nedre del af lossepladsen have svære ved at undslippe til overfladen af lossepladsen, hvorfor der alt andet lige vil ske en større horisontal gasmigration fra lossepladser af type C) end fra lossepladser af type B).

4.2.5 Meteorologiske faktorer

De meteorologiske forhold har stor betydning for variationerne i gasmigrationen. I Danmark har det specielt været ændringer i det atmosfæriske tryk, der er blevet fokuseret på /5/, men bl.a. undersøgelser og overvågning udført i forbindelse med afværgeforanstaltninger har vist, at der ikke er et entydigt forhold mellem gasudsivningen og variationerne i atmosfæretrykket, og at andre meteorologiske forhold som nedbør, temperatur og vindforhold også har betydning.

Udover trykforskelle forårsaget af gasdannelsen kan der tillige opstå midlertidige trykforskelle forårsaget af ændringer af det atmosfæriske tryk (høj- og lavtrykspassager). På ældre lossepladser er gasdannelsen langsom, og de generelle trykforskelle mellem lossepladsen og atmosfæren er derfor begrænsede. Konvektiv transport ud af lossepladsen i større udstrækning vil derfor væsentligst kunne ske i forbindelse med hurtige ændringer af det atmosfæriske tryk (lavtrykspassager).

Det atmosfæriske tryk varierer på forskellige tidsskalaer (fra sekunder til dage). Sådanne trykændringer udbredder sig diffusivt i jorden med udbredelsestider, som afhænger af permeabilitet og porøsitet. Jorden reagerer ikke på ændringer af atmosfæretrykket, som er "for hurtige" i forhold til jordens endelige tidsrespons.

For at vurdere hyppigheden af forskellige størrelser af trykfald er der foretaget en statistisk analyse af en tidsserie af det atmosfæriske tryk. Data er stillet til rådighed af Afd. for Vindenergi og Atmosfærefysik, Forskningscenter Risø. Målingerne er foretaget i 8 meters højde på Risø. Målefrekvensen er 1 måling per 10 minutter. Datasættet strækker sig fra 1. januar 1997 til 31. december 1999.

Figur 4.4 viser et eksempel på det tidsmæssige forløb af atmosfæretrykket omkring orkanen den 3. december 1999. Ved hjælp af en simpel filtrering af data er perioder med sammenhængende trykfald og trykstigninger identificeret. Eksempelvis forekommer der et sammenhængende trykfald igennem dagen d. 30. november 1999. Begivenheden varer 24 timer og giver anledning til et samlet trykfald på 39 hPa (3.900 Pa). Tilsvarende forekommer der den 3. december 1999 et samlet trykfald på 39 hPa over 22 timer, hvilket giver en gennemsnitlig trykændring på 1,77 hPa/time.

For den undersøgte treårs periode forekommer der i alt 400 sammenhængende trykfald (og 400 trykstigninger). I 47 % af tiden er der trykfald og i 53 % af tiden er der trykstigning.

Ændringerne i atmosfæretrykket kan udtrykkes på flere måder, dels den totale trykændring, hastigheden hvormed trykændringen sker samt hvor længe trykfaldet varer. Figur 4.5 viser hyppigheden af trykfaldenes varighed i timer, størrelse i hPa og ændringshastighed i hPa/timer.

Figur 4.4
Trykket som funktion af tiden fra 30. november til 6. december, 1999. Aksemarkeringerne angiver midnat. Sammenhængende trykstigninger er markeret ved plusser (+). Sammenhængende trykfald er markeret ved nedadgående trekanter

Omkring 18 % af alle trykfald varer længere end 50 timer. Dvs. at omkring 24 gange (= 18 % * 400 * 1/3) om året forekommer der sammenhængende trykfald af en varighed over 50 timer. 2,7 % af alle trykfald varer længere end 100 timer.

For 13 % af alle trykfald falder trykket sammenlagt 20 hPa eller mere. I 1,5 % af tilfældene er trykfaldet over 40 hPa.

For 24 % af tilfældene forekommer der ændringshastigheder, som er hurtigere end 0,5 hPa per time. I 4 % af tilfældene er hastigheden over 1 hPa/time.

I ovenstående analyse er der ikke taget hensyn til mikro-oscillationer i atmosfæretrykket.

Figur 4.5
Beskrivende statistik for 400 sammenhængende trykfald observeret på Risø 1997-99.

Trykkets absolutte størrelse formodes også at spille en rolle for gasmigration: Ved lavtryk er der størst tendens til gasmigration. Figur 4.6 viser et hyppighedsdiagram for trykkets størrelse på Risø (se beskrivelse ovenfor). I gennemsnit er trykket 1012,4 hPa. I 3,4 % af tiden er trykket lavere end 980 hPa. I 14 % af tiden er trykket lavere end 1000 hPa. Bemærk, at fordelingen af tryk ikke følger en normalfordeling.

Figur 4.6
Fordelingen af tryk observeret på Risø i 1997- 99

Sammenhængen mellem koncentrationerne i poreluften af lossepladsgas og trykket i atmosfæren er beskrevet flere steder i litteraturen /1/, /2/ og /6/. Også under danske forhold er der bl.a. i forbindelse med afværgeforanstaltninger for lossepladsgas foretaget målinger af gaskoncentrationerne og atmosfæretrykket over længere tidsperioder. For Københavns Amt blev der i 1997 foretaget målinger af gaskoncentrationen i en afværgeforanstaltning på Lyngby Losseplads. Gaskoncentrationerne blev målt dels i afværgeforanstaltningens afkastet, dels i selve fylden. I figur 4.7 er givet et eksempel på sammenhængen mellem gaskoncentrationen i fylden og atmosfæretrykket.

Figur 4.7
Ændringer i gassammensætningen i fylden på Lyngby Losseplads. Poreluftskoncentrationerne er målt i Moniteringsboring MV1, der er filtersat fra 2 til 3 m u.t. /30/

Som det ses af figur 4.7,er der en tydelig sammenhæng mellem variationerne i atmosfæretrykket og de målte gaskoncentrationer. En nærmere gennemgang viser dog også, at sammenhængen mellem variationerne i atmosfæretrykket og variationerne i lossepladsgassen ikke altid følges, således kan f.eks. store variationer i koncentrationen i poreluften godt optræde i perioder, hvor der kun er små variationer i trykket i atmosfæren og omvendt.

Fluxkammermålinger af gasopsivningen fra lossepladser /1/ viser ligeledes, at der ikke er nogen entydig sammenhæng mellem trykfaldenes størrelse og størrelsen af gasopsivningen og gaskoncentrationerne. Målingerne viser, at gasfluxen er ekstremt uregelmæssige, og resultaterne er svære både at reproducere og forudsige /1/.

I den tilgængelige litteratur er der kun meget få oplysninger om sammenhængen mellem de meteorologiske forhold og gasmigration. Målinger udført i tidsserier har vist, at der er visse fællestræk ved hovedparten af de lavtryksperioder, hvor der observeres høj gasflux i jorden. Det samlede trykfald skal være af en vis størrelse (>15 hPa), og tiden fra trykfaldet starter til der igen sker en signifikant trykstigning skal have en vis længde (>2 døgn). Hastigheden, hvorved trykket falder, er af mindre betydning, Der skal dog være et signifikant trykfald (>0,3 hPa/time).

I forbindelse med afværgeforanstaltninger for lossepladsgas, foretages der ved et større erhvervsbyggeri løbende kontrol af gasopssivningen. Overvågningen har vist, at trykfaldet den 3. december 1999 ikke resulterede i væsentlige ændringer i gasopsivningen. Dette kan bl.a. skyldes, at selvom trykfaldet var meget kraftigt (39 hPa over 22 time), så steg trykket næsten lige så hurtigt igen, jf. figur 4.4. Tiden som trykfaldet varede, var således for kort til, at det kraftige trykfald kunne påvirke gasfluxen.

Vertikale gasmigration

Teoretisk kan den vertikale gasmigration (gasopsivning) beregnes ud fra idealgasloven

Det forudsættes, at temperaturen er konstant under trykfaldet, og da antallet af mol holdes konstant, er:

Det betyder, at der er følgende sammenhæng mellem tryk og volumen før og efter trykfaldet:

hvor: p' og V' er tryk og volumen efter trykfaldet.

Fluxen (Q) af poreluft pr. areal overflade (A), der vil ske som følge af et trykfald, vil afhænge af jordens/fyldens porøsitet (e) og vandindhold (S), samt højden af den umættede zone (h), således at:

Gasopsivningen kan nu beregnes ud fra (4.8) og (4.9):

En trykændring på f.eks. 20 hPa (fra 1020 hPa til 1000 hPa) vil bevirke, at der sker en gasflux på 2 % af det samlede gasvolumen:

Med f.eks. en porøsitet e = 0,3 og et vandindhold S = 25% samt en højde af den umættede zone h = 5 m fås en gasflux (Q) på:

Hvis trykfaldet sker over en periode på 1½ døgn, bliver den gennemsnitlige gasopsivning på ca. 6 l/m² pr time.

Variationer i atmosfærens tryk vil også bevirke, at der sker en fluktuation i grundvandsspejlet, som yderligere vil fremme gasopsivningen. Ofte vil dette bidrag være forholdsvist lille, idet der ofte vil være tale om et frit vandspejl.

Som nævnt tidligere i dette afsnit vil poreluften ikke reagere øjeblikkeligt på ændringer i atmosfæretrykket, idet der er en tidsrespons i jorden, som bl.a. skyldes, at trykændringerne udbreder sig diffusivt i jorden. I afsnit 5.1.2.2 er givet en beskrivelse af betydningen af de tidsmæssige forskydninger, for gasmigrationen.

Horisontal gasmigration

Som nævnt vil gasmigrationen kunne ske i alle tre dimensioner. I tilfælde,
hvor den vertikale gasmigration hindres af f.eks. et lavpermeabelt dæklag eller tætte fastebelægninger, vil gasmigrationen i stedet kunne foregå som horisontal gasmigration ud i den omkringliggende jord. Undersøgelser ved bl.a. Skellingsted i Vestsjælland har da også vist, at der er sammenhæng mellem den horisontale gasudsivnings størrelse og ændringerne i trykket i atmosfæren /7/.

4.2.5.2 Nedbør

I vintermånederne vil nedbør kombineret med efterfølgende frostvejr kunne forsegle jordoverfladen igennem en længere periode, hvorved den horisontale gasmigration vil forøges kraftigt, dels fordi der ikke kan ske en gasopsivning til atmosfæren, dels fordi atmosfærisk ilt ikke kan trænge ned i jorden, hvorved metanoxidationen hindres.

En række af de stofspecifikke parametre, som indgår i diffusionsligningerne, er temperaturafhængige, bl.a. diffusionskoefficienten, viskositeten og densiteten. Generelt vil gasmigrationen øges ved stigende temperatur. I de øvre jordlag vil temperaturen følge den generelle overfladetemperatur, medens temperaturen i de dybere jordlag vil være forholdsvis konstant Således er der i 3 m's dybde kun målt variationer i på ±1 °C /8/.

I lossepladser med en kraftig gasproduktion vil der være forholdsvis høje temperaturer i fylden. Lossepladsgassen vil derfor være varm, når migrationen starter, men i den omkringliggende jord vil gassen hurtigt afkøles. Målinger ved Skellingsted Losseplads har vist, at der ca. 11 m fra lossepladsen ikke kunne konstateres forhøjede temperaturer i poreluften /7/.

I de øvre jordlag vil gasmigrationen være kraftigt påvirket af metanoxidation, jf. kapitel 4.2.7. Undersøgelser har vist, at metanoxidationen ligeledes er stærkt temperaturafhængig /7/.

4.2.5.4 Årstidsvariationer

Undersøgelser ved bl.a. Skellingsted Losseplads /7/ har vist, at man i vinterperioden vil kunne observere gasmigration længere væk fra lossepladsen end om sommeren. Dette skyldes flere faktorer. Om vinteren er vandindholdet i jorden generelt højere end om sommeren, hvilket umiddelbart burde mindske gasmigrationen. Men højere vandindhold i de øvre jordlag vil mindske den vertikale gasmigration (gasopsivning) og dermed øge den horisontale gasmigration. Samtidigt hindres atmosfærisk luft i at trænge ned i jorden, hvorved metanoxidatonen i jorden hindres. Længere perioder med sne og frost vil desuden kunne forsegle jorden, hvilket yderligere vil biddrage til den horisontale gasmigration /1/.

En stigning i den vertikale gasemission kan evt. forventes mod slutningen af vinteren/begyndelsen af foråret på grund af den større permeabilitet i jorden, dvs. når jorden er mindre vandmættet, og frosten går af jorden.

I vintermånederne januar og februar samt høstmånederne august og september vil vejret ofte være ustabilt med mange og kraftige lavtrykspassager, der kan give anledning til en væsentlig gasmigration.

I sommerperioden burde gasmigrationen være højere end om vinteren, men undersøgelserne ved Skellingsted Losseplads /7/ har vist, at der generelt blev målt højere gasmigrationer om vinteren end om sommeren. Ved undersøgelsen kunne der således kun måles lav eller ingen opsivning af metan om sommeren, medens der stadig kunne måles opsivning af kuldioxid. Den lave opsivning af metan om sommeren tilskrives hovedsageligt den mikrobielle oxidation af metan, der er væsentligt højere om sommeren end om vinteren jf. kapitel 4.2.7. Ved undersøgelser i Sverige er der konstateret det samme mønster /8/. De svenske undersøgelser viste, at den største gasopsivning fra lossepladsen skete om sommeren, men at metanoxidationen i de øvre jordlag er så kraftig i sommerperioden, at gasopsivningen udelukkende sker i form af kuldioxid. Metanopsivning kunne kun konstateres i vinterperioden på tidspunkter med frost.

4.2.6 Grundvandsspejl

På grund af gassernes lave diffusion i vand vil grundvandsspejlet virke som en barriere for gasmigrationen. Gasmigrationen vil derfor normalt kun forekomme i den umættede zone, som vist i figur 4.8. Hvis der er et meget højt overtryk i lossepladsen, vil der dog også kunne observeres gasmigration under grundvandsspejlet, såfremt de geologiske lag begunstiger dette, jf. beskrivelsen af gasulykken i Loscoe i bilag 5.

Som nævnt i afsnit 4.2.5 har grundvandsspejlets placering og dermed gasreservoirets størrelse betydning for gasmigrationen. Jo større den umættede zone er, jo større en effekt har et givent trykfald i atmosfæren på gasmigrationen, jf. ligning 4.12.

Den umættede zones størrelse har også betydning for den horisontale gasmigration. For lossepladser, hvor gasmigrationen sker i områder, hvor grundvandsspejlet ligger terrænnært, vil den horisontale gasmigration have en ringere udbredelse, end hvis gasmigrationen sker i et område, hvor grundvandsspejlet ligger dybere. Der er i litteraturen ikke fundet oplysninger, hvor størrelsen af den umættede zone sammenlignes med den horisontale gasudbredelse.

Figur 4.8
Gasmigration i højpermeable jordlag, og betydningen af grundvandsspejlets beliggenhed for den horisontale gasudbredelse

4.2.6.1 Tidevand

Pludselige ændringer i grundvandsspejlet vil kunne give en pumpeeffekt, hvor trykket i poreluften ændres, og dermed giver anledning til konvektiv transport.

På områder, som ligger meget kystnært opfyldninger i havet, vil grundvandsspejlet være afhængigt af vandstanden i recipienten. Dette kan bevirke, at der i løbet af få timer kan ske en stor ændring i højden af vandspejlet. For lossepladser, der er anlagt som opfyldninger i havet, vil disse grundvandsændringer have stor indflydelse på den konvektive gastransport. Med en umættet zone på 3 m vil en hævning af vandspejlet på 0,5 m bevirke, at den umættede zone reduceres med ca. 16,7 %, hvilket svarer til, at der kommer en trykstigning på ca. 170 mbar, som under normale omstændigheder hurtigt vil blive udlignet, ved at der sker en gasudsivning fra lossepladsen. Såfremt trykudligningen er total, vil en hævning af vandspejlet på 0,5 m bevirke, at der sker en gasudsivning på ca. 125 liter pr. m² overflade. I lossepladser, som er anlagt som kystopfyldning, er mægtigheden af den umættede zone ofte ringe (<3 m). I sådanne lossepladser vil ændringer i grundvandsspejlet ofte have større betydning for den konvektive gastransport end ændringer i atmosfæretrykket.

Ændringerne i grundvandsspejlet vil dels afhænge af ændringerne i vandstanden i recipienten (havet) og dels af i hvor høj grad, disse ændringer vil slå igennem i vandspejlet i fylden. Ændringerne i grundvandsspejlet og hyppigheden af disse kan derfor kun fastslås ved simultane målinger af udviklingen i grundvandsspejlet og vandstanden i recipienten.

Ændringer i grundvandsstanden vil også kunne influere på gasmigrationen ved at ændre gasmigrationsvejene som vist i figur 4.9.

Figur 4.9
Grundvandsspejlets indflydelse på gasmigrationsvejene /3/

4.2.7 Metanoxidation

Under aerobe forhold vil der ske en mikrobiel omsætning af metan til kuldioxid og vand efter ligningen i box 4. Reaktionen vil forløbe hurtigt og helt til ende, dvs. til enten metan eller kuldioxiden er opbrugt. Reaktionen er eksotermisk, og der dannes ca. 870 kJ/mol CH₄ /1/

Box 4
Metanoxidation

Metanoxidationen vil hovedsageligt forekomme i de øvre jordlag, men i det omfang, der er aerobe forhold i dybere jordlag, vil metanoxidationen også forløbe her /8/. Et eksempel herpå kan ses på figur 4.7, hvor det kan ses, at ændringerne i metankoncentrationerne er langt større end koncentrationerne af kuldioxid. Dette skyldes, at der ved stigende atmosfærisk tryk presses iltholdigt atmosfærisk luft ned i fylden, hvilket bevirker et fald i koncentrationen af lossepladsgas (metan og kuldioxid). Da der nu både er metan og ilt i fylden, vil der ske en oxidation af metanen, hvorved metankoncentrationerne falder yderligere, medens koncentrationen af kuldioxid stiger.

Ved metanoxidationen omdannes 3 mol gas (metan og ilt) til 1 mol gas (kuldioxid) plus vand, hvilket vil bevirke, at der sker et trykfald lokalt, hvor oxidationen foregår, hvorved gasmigrationen hen mod det sted, hvor oxidationen foregår, øges. Effekten øges yderligere af, at kuldioxid har en større opløselighed i vand end metan og ilt. Da atmosfærisk luft indeholder ca. 4/5 kvælstof (N₂), som ikke deltager i reaktionen, vil ændringen i blive mindre. Ved en oxidation af en blanding af lossepladsgas (60 % CH₄ og 40 % CO₂) og atmosfærisk luft (21 % O2 og 79 % N2) i en lukket beholder, vil ændringen i af antallet af gasmolekyler og dermed trykket falde med ca. 1/5 jf. box 5.

Box 5
Ændring i trykket ved metanoxidation i en lukket beholder med lossepladsgas (60 % CH₄ og 40 % CO₂) og atmosfærisk luft (21% O₂ og 79 % N₂)

Undersøgelser af gasemissioner på lossepladser har vist, at den metanoxidation, der foregår i dæklaget på lossepladsen, ofte er så kraftig, at kun brøkdele af den metan, der produceres, undslipper til atmosfæren. Ofte vil det samlede potentiale for metanoxidation i dæklaget være større end den samlede gasproduktion, der foregår i fylden /4/. Som andre biologiske processer er metanoxidationen afhængig af bl.a. temperaturen og fugtigheden. Metanoxidation har sit optimum mellem 25 og 30 °C /4/. Både danske /7/ og svenske /8/ undersøgelser har vist, at årstidsvariationerne har stor betydning for den metanoxidation, der foregår i de øverste jordlag. De svenske undersøgelser viste, at selv om den største gasopsivning fra lossepladsen skete om sommeren, så var metanoxidationen i de øvre jordlag så kraftig i sommerperioden, at gasopsivningen udelukkende skete i form af kuldioxidemissioner. Metanopsivning kunne kun konstateres i vinterperioden på tidspunkter med frost. De danske undersøgelser, der er udført ved Skellingsted Losseplads, viser det samme mønster. I sommerperioden er metanoxidationen i de øvre jordlag så kraftig, at gasopsivningen kun sker i form af kuldioxidemissioner.

Undersøgelserne ved Skellingsted viser, at metanoxidationen i de dybere liggende jordlag begrænser metanmigrationen, men at den ikke kan forhindre, at der sker en betydelig horisontal gasmigration.

Under bygninger vil metanoxidationen være begrænset af, at ilten fra atmosfæren kun i begrænset omfang vil kunne trænge ned i jordlagene/fylden under bygningen. Metanoxidationen vil ligeledes være begrænset af, at jordlagene/fylden i den umættede zone under bygningen vil være meget tørre. Der er i litteraturen ikke fundet oplysninger om, hvorvidt der foregår metanoxidation under bygninger og befæstede arealer, men det vurderes umiddelbart, at metanoxidation kun vil foregå i meget begrænset omfang.

4.2.8 Opløsning/udvaskning

Kuldioxid er ca. 50 til 100 gange mere opløselig i vand end de øvrige hovedkomponenter i poreluften omkring lossepladser (CH₄, O₂ og N₂). Kuldioxidens store opløselighed i vand skyldes, at kuldioxiden opløses til kulsyre, der afhængigt af pH i vandet vil omdannes til bikarbonat og karbonat.

I lossepladser, hvor gasproduktionen er meget ringe, eller i områder, hvor gasmigrationen foregår meget langsomt, vil udvaskningen af kuldioxid have en stor betydning for gassammensætningen i lossepladsen. Dette skyldes, at udvaskningen af kuldioxid bevirker, at den relative koncentration af de øvrige gasser i poreluften øges. I ældre lossepladser er det derfor ikke ualmindeligt at kunne måle koncentrationer af metan på op til 70 % v/v.

4.2.9 Dæklag og overfladebelægning

I det omfang dæklag, overfladebelægninger o.a. hindrer, at der sker en vertikal gasopsivning fra et område, vil der ske en forøget horisontal gasmigration væk fra området, og dermed en øget gasopsivning i naboområderne.

Dæklagets permeabilitet har naturligvis betydning for i hvor stort et omfang, der vil kunne ske en vertikal gasopsivning fra lossepladsen. På specielt ældre lossepladser vil lossepladsens anvendelse ligeledes have indflydelse på i hvilket omfang, der vil kunne ske en horisontal gasopsivning. Større områder med lavpermeabel fast belægning vil bevirke, at der sker en forøget gasopsivning i områderne op til den faste belægning

Hvis gasopsivningen på lossepladsen mindskes væsentligt, vil dette bevirke, at der sker en forøget horisontal gasudsivning fra lossepladsen. På ældre lossepladser vil en mindskelse af gasopsivningen typisk forekomme, hvis lossepladsen er afdækket med et lavpermeabel dæklag, eller hvis der er større dele af lossepladsen, der er dækket med faste belægninger.

4.3 Vurdering af gasmigrationsfremmende forhold

Som det fremgår af de foregående afsnit, er gasmigration fra lossepladser kun i meget ringe omfang beskrevet i litteraturen, og der er kun udført meget få felteksperimenter for at eftervise teorierne omkring gasmigration. Ved vurderingen af den horisontale gasmigration er det derfor nødvendigt i høj grad at basere vurderingerne på empiriske betragtninger.

4.3.1 Stationære forhold

Permeabilitet

Ventilationsforsøg i både idriftværende og gamle lossepladser har vist, at den horisontale permeabilitet i lossepladser oftest er meget høj og i samme størrelsesorden som for groft sand.

I nyere lossepladser, hvor der er foretaget en god kompaktering af affaldet, er den vertikale permeabilitet væsentlig dårligere og ofte størrelsesordner mindre. Dette bekræftes af, at man i nyere lossepladser ofte observerer flere vandspejl i fylden, og at trykket i lossepladsen kan ændre sig meget over dybden.

I ældre lossepladser, hvor kompakteringen ikke foregik så effektivt, findes der ofte høje permeabiliteter både vertikalt og horisontalt, og det er sjældent at finde flere vandspejl i fylden.

Tabel 4.3
Vurdering af permeabilitetens betydning for gasmigration i det gasproducerende fyld

Tryk i fylden

I idriftværende lossepladser eller lossepladser, der nyligt er afsluttet, kan der være et anseeligt overtryk i fylden (>1000 Pa) som følge af den omsætning, der foregår. I gamle lossepladser vil der derimod sjældent kunne måles signifikante overtryk i pladserne, og trykket vil ofte være under 10 Pa.

Tabel 4.4
Vurdering af overtryk i poreluftens betydning for gasmigration i det gasproducerende fyld

Grundvandsspejl

De meteorologiske forhold som f.eks. ændringer i atmosfæretrykket eller nedbør og frost, der lukker jordoverfladen, vil have betydning for, i hvor stort omfang den producerede gas vil migrere ud af lossepladsen. Størrelsen af gasmigrationen vil naturligvis afhænge af størrelsen og hurtigheden af ændringerne i de meteorologiske forhold, men også den umættede zones størrelse har betydning for, hvor stor påvirkning ændringer i meteorologiske forhold får for gasmigrationen. Jo dybere grundvandsspejlet ligger, jo større er det gasreservoir, der påvirkes, og dermed mængden af gas, der vil vandre som følge af en given ændring i de meteorologiske forhold.

Hvis grundvandsspejlet er dybere end 10 m, vil det normalt ikke have en begrænsende effekt på gasmigrationen. Hvis grundvandet ligger i dybden 0 til 2 meter vil det formentlig reducere gasmigrationen med ca. 75 %.

Tabel 4.5
Vurdering af den umættede zones størrelse for gasmigration i det gasproducerende fyld

4.3.2 Variable forhold

Af de meteorologiske forhold er ændringerne i atmosfæretrykket af størst vigtighed for de gasmigrationsfremmende forhold. Af det statistiske materiale fra Risø fremgår det, at der over en 3-årig periode forekom ca. 400 sammenhængende trykfald, og at i 47 % af tiden er trykket faldende. Som nævnt i afsnit 4.2.5 så er sammenhængen mellem trykændringerne i atmosfæren og gasmigrationen uregelmæssig og svær at forudsige. Der er dog fællestræk for mange af de situationer, hvor der konstateres væsentlig gasmigration, trykfaldet skal vare i mere end 2 døgn, og trykfaldet skal være på mere end 15 hPa. Cirka 18 % af trykfaldene varede i mere end 2 døgn, og ca. 23% af trykfaldene var på mere end 15 hPa. Cirka 20 % af trykfaldene, svarende til ca. 2 trykfald pr. måned, havde således et størrelse og længde, der bevirker, at der er gasmigrationsfremmende forhold.

I lossepladser, hvor opfyldningen er sket meget kystnært, evt. som opfyldning i selve recipienten, vil grundvandsspejlet variere i takt med ændringerne i vandstanden i recipienten. Specielt i lossepladser med en ringe umættet zone vurderes ændringerne i grundvandsspejlet at kunne have større betydning end de meteorologiske ændringer. Ændringer i grundvandspejlet på 0,3 m vurderes at kunne give anledning til gasmigrationsfremmende forhold. Målinger på en losseplads ved Øresund har vist, at sådanne ændringer forekom ca. 1 gang i kvartalet.

4.4 Vurdering af horisontal gasmigration

I forrige afsnit blev der foretaget vurderinger af, i hvilket omfang forholdene i de gasproducerende fyldlag fremmer gasmigrationen fra det gasproducerende område. I dette afsnit beskrives i hvilket omfang, der sker gasmigration mellem det gasproducerende område og nærliggende bygninger eller bygværker.

Omkring lossepladser, hvor der foregår gasproduktion, vil der være en kontinuerlig gasudsivning til omgivelserne både horisontalt og vertikalt, som stort set svarer til den gasproduktion, der foregår. Variationer i bl.a. de atmosfæriske forhold vil bevirke, at der vil kunne observeres meget store forskelle i gasudsivningen, specielt for lossepladser med en meget lav gasproduktion. Overordnet set vil gasudsivningen derfor kunne opdeles i to dele, en kontinuerlig gasudsivning, der altovervejende styres af overtrykket i lossepladsen (konvektiv transport), og en varierende transport, der styres at de atmosfæriske forskelle (konvektiv transport).

Ved risikovurderingen foretages en samlet vurdering af, i hvilket omfang gasmigrationen vil bevirke, at der forekommer kritiske mængder af lossepladsgas under en bygning.

Bygninger på lossepladsen

For bygninger, der er placeret på det gasproducerende fyldlag, vil der som
udgangspunkt altid kunne forekomme kritiske mængder af lossepladsgas under bygningen. For bygninger, der ligger inden for lossepladsens område, men uden for det egentlige gasproducerende område, kan der foretages de samme vurderinger som dem, der foretages for bygninger uden for lossepladsen. Det skal dog vurderes, om fylden under bygningen under ugunstige forhold kan producere gas.

Risikovurderingen af, i hvilket omfang forholdene i jord-/fyldlagene mellem den gasproducerende fyld og bygningen fremmer eller begrænser gasmigrationen, foretages primært ud fra en vurdering af den konvektive gastransport, idet den diffusive transport sandsynligvis kun vil give anledning til horisontal gastransport over forholdsvis kort afstand /9/.

4.4.1 Vurdering af gasfane/kontinuert gasudsivning

Som nævnt ovenfor vil der ske en kontinuerlig gasudsivning fra lossepladsen. I pladser med en kraftig gasproduktion vil gasudsivningen styres af overtrykket i lossepladsen (konvektiv transport). I pladser med et ringe eller ingen overtryk vil den konvektive transport være så ringe, at diffusiv transport som følge af koncentrationsforskelle vil have en betydning for gasudsivningen.

Darcy's lov

Den konvektive transport kan beskrives ved Darcy's ligning (4.5) og er afhængig af gaspermeabiliteten, trykforskellen og afstanden. Desuden vurderes det, at den umættede zones mægtighed har en betydning, ligesom områder med lavpermeabel afdækning eller perioder, hvor porerne i de øvre jordlag lukkes af nedbør, har betydning.

I litteraturen findes kun meget få oplysninger om, i hvor høj grad de enkelte faktorer har indflydelse på gasmigrationen. Undersøgelser ved Skellingsted /11/ viser, at følgende faktorer har stor betydning for den horisontale gasmigration i et givet punkt: Jordlagenes permeabilitet, afstanden fra lossepladsen, vandindholdet i jorden samt metanoxidation. Et overtryk i lossepladsen har ligeledes betydning for den horisontale gasmigration og bevirker, at der konstant sker en gasmigration væk fra lossepladsen.

Lossepladsens udformning vil ligeledes have en indflydelse på gasudsivningen. I figur 4.10 er vist gasudsivningsmønstre ved tre typer af lossepladser. Type A) er "standardlossepladsen", som de fremtidige regneeksempler er baseret på. Denne type losseplads er kendetegnet ved, at opfyldningen er sket under overfladen af det omkringliggende terræn. Denne type af opfyldninger forekommer typisk ved opfyldninger af råstofgrave, vandhuller og lavninger, og er en hyppigt forekommende lossepladstype, specielt blandt de gamle lossepladser. Hvis lossepladsens topafdækning er meget tæt, f.eks. hvis der er benyttet ler til slutafdækningen, eller hvis der er foretaget væsentlig opfyldning over terræn, vil den horisontale gasudsivning fra lossepladsen øges, og lossepladsen vil blive en type B1). Som det kan ses på figur 4.10 er gasopsivningen i nærområdet omkring lossepladsen væsentligt højere for type B1) end for type A), medens gasopsivningen i større afstand fra lossepladsen ikke vil ændres væsentligt. For type B2, der er en opfyldning, der er sket på terræn, vil gasopsivning udelukkende forekomme i nærområdet omkring lossepladsen.

Figur 4.10
Gasudsivning ved forskellige typer af lossepladser. A) "standardlosseplads", med opfyldning udelukkende under det omkringliggende terræn,
B1) losseplads med opfyldning både over og under terræn og B2) losseplads med opfyldning udelukkende over terræn

Gasfanen

Tidligere udførte undersøgelser ved Skellingsted Losseplads (der er en type A losseplads) har vist, at gasmigrationen fra lossepladsen kan måles op til ca. 50 m fra lossepladsen /6/. I pladsen er der målt overtryk på mellem 0,1 hPa og 35 hPa. Geologien omkring lossepladsen består af hovedsageligt mellemgroft sand. Ved vurdering af gasfanen er der taget udgangspunkt i Darcy's lov (ligning 4.5) og resultaterne fra Skellingsted:

I tabel 4.6 er angivet beregnet fluxen af metan i forskellige afstande fra en losseplads ved forskellige gaspermeabiliteter. Til beregningerne er anvendt følgende værdier:

Koncentrationen af metan C=50 % v/v, og
Viskositeten af metan på µ=11 x 10^-6 N s/m² (jf. tabel 1.1).

Den drivende kraft, trykforskellen Dp, kan fastslås ud fra overtrykket i lossepladsen. I tabel 4.6 er beregningerne foretaget for en losseplads med et overtryk Dp = 10 hPa.

Tabel 4.6
Metanfluxen (q) i forskellige afstande og ved forskellige gaspermeabiliteter udregnet på baggrund af Darcy's lov. Beregningerne er foretaget for en losseplads med et moderat overtryk på ca. 10 hPa

Ved beregningerne er anvendt C = 50 % v/v, µ = 11 x 10^-6 N s/m² og Dp = 10 hPa

På baggrund af data fra tabel 4.6 og forholdene ved Skellingsted Losseplads, defineres gasfanens udbredelse til den afstand, hvor fluxen er 0,05 m³/m²h. Udfra Darcy's lov kan gasfanens udbredelse (L) beregnes efter:

Lukket jordoverflade

I beregningerne efter ligning 4.6 er der taget udgangspunkt i, at jordoverfladen over gasfanen er lukket. Overfladen kan regnes som værende lukket, hvis der f.eks. er udlagt en fast belægning, eller hvis de øvre jordlag har en væsentlig lavere permeabilitet end de underliggende jordlag. Hvis jordoverfladen over gasfanen ikke er lukket, vil fyldhøjden/højden af den umættede zone kun have betydning for gasmigrationen.

I figur 4.10 ses en væsentlig forskel i den horisontale gasudsivning fra lossepladsen af type B1 og B2. Forskellen kan tilskrives forskellen i lossepladsernes fyldhøjde/mægtighed under terræn. Også for typerne A og B1 kan der ses en forskel i den horisontale gasudsivning, som kan tilskrives forskelle i fyldhøjden under terræn. Hvis opfyldningen er foretaget under det sekundære grundvandsmagasin, vil det være højden af den umættede zone, der er bestemmende for omfanget af gasudsivningen.

Reduktionen i gasfanens udbredelse ved forskellige fyldhøjder under terræn/højder af den umættede zone kan beregnes ved hjælp af modelberegninger. Ved en simplificeret 2-dimensional modelberegning fås følgende forhold om gasmigrationen:

Tabel 4.7
Fyldhøjden og højden af den umættede zones betydning for gasmigrationen

Metanoxidation

I beregningerne til tabel 4.7 er der ikke taget højde for, at gasmigrationen vil kunne mindskes bl.a. på grund af den metanoxidation, der vil ske i de øvre jordlag. Da metanoxidationen hovedsageligt vil ske i de øvre jordlag, vil højden af den umættede zone også have betydning for, i hvor stort et omfang metanoxidationen kan reducere gasfanens udbreddelse. Jo mindre den umættede zone er, jo større betydning vil metanoxidationen have. Metanoxidationen vil have størst betydning for sandede jorde, idet ilten lettest vil kunne trænge ned i jorden i jorder med en høj permeabilitet. Det er derfor kun for jorde med en permeabilitet k>10^-12, hvor metanoxidationen medtages ved risikovurderingen, jf. tabel 4.8.

Tabel 4.8
Fyldhøjden/højden af den umættede zone og metanoxidationens betydning for gasfanens udbredelse

4.4.2 Vurdering af ændringer i atmosfæretrykkets indflydelse på gasmigrationen

I det omfang jordoverfladen er lukket vil fald i atmosfæretrykket bevirke en horisontal gasmigration. Mekanismerne bag gasmigrationen er beskrevet i afsnittene 4.2.5 og 5.1.2.2. Med ligning 5.2 er opstillet et udtryk for gasfluxen pr arealenhed til tiden t ved et trykfald , hvor trykket falder med konstant hastighed. Udtrykket gælder for et uendeligt stort reservoir i homogen jord.

Ved anvendelse af ligning 5.2 kan man estimere den samlede mængde gas, der transporteres igennem et givent punkt i forbindelse med et lavtryk. Ved at betragte en 2-dimensional model, hvor gasflowet sker uden dispersion, som vist i figur 4.11, kan man ud fra den samlede gasmængde estimere afstanden, som gassen er transporteret. Dermed kan den maksimale gastransportafstand i forbindelse med lavtrykket estimeres.

Figur 4.11
To-dimensional gasflow i umættet zone

Ved et kraftigt trykfald, hvor trykket falder 1 hPa/time over en periode på 48 timer fås de i tabel 4.9 viste maksimale transportafstande (L).

Tabel 4.9
Gastransportafstand (L) som følge af et kraftigt atmosfærisk trykfald på 1 hPa pr. time i 48 timer

4.4.3 Samlet vurdering af gasfanens udbredelse

Som nævnt i indledningen i dette afsnit 4.4 skal risikovurderingen af, i hvilket omfang gasmigrationen vil bevirke, at der forekommer kritiske mængder af lossepladsgas under en bygning foretages som en samlet vurdering af den kontinuerlig gasudsivning, der er styret af overtrykket i lossepladsen og den varierende transport, der styres at de atmosfæriske trykforskelle.

Den samlede vurdering af gasfanens udbredelse (L_max), og dermed af om der kan forekomme kritiske mængder af lossepladsgas under en bygning, er således summen af den kontinuerte gasudsivning, udregnet i afsnit 4.4.1, og den varierende gastransport, udregnet i afsnit 4.4.2.

Hvis afstanden L mellem lossepladsen og bygningen er i samme størrelsesorden som L_max, vil der under ugunstige forhold kunne forekomme kritiske mængder af lossepladsgas under bygningen. Hvis afstanden L er meget mindre end L_max, vil der ofte forekomme kritiske mængder af lossepladsgas under bygningen, og hvis afstanden L er meget større end L_max vil der kun yderst sjældent kunne forekomme kritiske mængder af lossepladsgas under bygningen.

Menneskeskabte  migrationsveje

Hvis der mellem lossepladsen og bygningen findes menneskeskabte migra-
tionsveje, f.eks. kloakker, drænledninger eller større el- og gasledninger, kan disse ændre gasmigrationen, og skal derfor inddrages i risikovurderingen. Det anbefales, at menneskeskabte gasmigrationsveje kun medtages i risikovurderingen, hvis de bevirker at gassen ledes direkte frem til bygningen, dvs. at f.eks. ledningen skal være ført i jorden helt hen til bygningen. Samtidigt skal ledning være ført igennem eller umiddelbart op ad det gasproducerende område, således, at der er skabt en direkte migrationsvej fra det gasproducerende fyld til bygningen.

For de fleste ledningstyper gælder at gastransporten vil ske langs med ledningen i den gruskastning, der er omkring ledningen, men for både kloak og drænledninger gælder, at gassen også kan transporteres inde i selve ledningen. Gastransport langs ledningerne vil specielt kunne ændre gasmigrationsbilledet i jorde med en lav permeabilitet. I situationer, hvor gasmigrationen vil kunne ske langs en ledning, beregnes den maksimale gastransportafstand (L_max) som beskreven for beregning af gasfanens udbreddelse, idet der anvendes en gaspermeabilitet som for groft sand. I lossepladser uden overtryk bliver transportafstanden (L_max) således 11 meter.

Gastransporten i kloakker eller ikke vandfyldte drænrør vil være langt større, end gastransporten langs rørene. I sådanne tilfælde vil det være nødvendigt at foretage en individuel vurdering.